C++ 编译时谓词，用于测试是否可以使用 T 类型的参数调用 F 类型的可调用对象

Question

我想创建一个编译类型函数，给定任何可调用对象f（函数、lambda 表达式、函数对象...）和类型T，如果f，则计算结果为真可以使用 T 类型的参数调用，如果不能调用，则为 false。

例子：

void f1(int) { ... }
void f2(const std::string&) { ... }

assert( is_callable_with<int>(f1));
assert(!is_callable_with<int>(f2));

我认为巧妙地使用 SFINAE 规则可以实现这一目标。可能是这样的：

template<typename T, typename F>
constexpr bool is_callable_with(F&&, typename std::result_of<F(T)>::type* = nullptr) {
  return true;
}

template<typename T, typename F>
constexpr bool is_callable_with(F&&) {
  return false;
}

但这不起作用，因为如果F 可以用T 调用，则两个重载都参与重载解析，并且存在歧义。我想重写它，所以在积极的情况下，第一个重载将被重载决议选择而不是第二个重载。不过，我不确定我是否走在正确的轨道上。

Answer 1

我会先做一个类型特征：

template<class X = void>
struct holder
{
    typedef void type;
};

template<class F, class T, class X = void>
struct is_callable_with_trait
: std::false_type
{};

template<class F, class T>
struct is_callable_with_trait<F, T, typename holder<
    decltype(std::declval<F>()(std::declval<T>()))
>::type>
: std::true_type
{};

然后如果你愿意，你可以把它变成一个函数：

template<typename T, typename F>
constexpr bool is_callable_with(F&&) 
{
    return is_callable_with_trait<F&&, T>::value;
}

Answer 2

template<class F, class T, class = void>
struct is_callable_with_impl : std::false_type {};

template<class F, class T>
struct is_callable_with_impl<F,T,
     typename std::conditional< 
              true,
              void,
              decltype( std::declval<F>() (std::declval<T>()) ) >::type
      > : std::true_type {};

template<class T, class F>
constexpr bool is_callable_with(F &&) 
{ 
     return is_callable_with_impl< F, T >::value; 
}

这与Paul 发布的解决方案基本相同，我只是更喜欢使用conditional<true, void, decltype( ... ) > 而不是holder 类以避免命名空间污染。

Answer 3

Paul's answer 的变体，但遵循标准 SFINAE 测试模式。同样是具有任意参数类型的通用特征A...：

struct can_call_test
{
    template<typename F, typename... A>
    static decltype(std::declval<F>()(std::declval<A>()...), std::true_type())
    f(int);

    template<typename F, typename... A>
    static std::false_type
    f(...);
};

template<typename F, typename... A>
using can_call = decltype(can_call_test::f<F, A...>(0));

然后按照您的要求使用constexpr 函数：

template<typename T, typename F>
constexpr bool is_callable_with(F&&) { return can_call<F, T>{}; }

检查live example。

这将适用于具有任意数量参数的函数、lambda 表达式或函数对象，但对于（指向）成员函数的（指针）您必须使用 std::result_of<F(A...)>。

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更新

在下面，can_call 具有 std::result_of 的漂亮“函数签名”语法：

template<typename F, typename... A>
struct can_call : decltype(can_call_test::f<F, A...>(0)) { };

template<typename F, typename... A>
struct can_call <F(A...)> : can_call <F, A...> { };

这样使用

template<typename... A, typename F>
constexpr can_call<F, A...>
is_callable_with(F&&) { return can_call<F(A...)>{}; }

我还设置了 is_callable_with 可变参数（我不明白为什么它应该仅限于一个参数）并返回与 can_call 相同的类型而不是 bool（感谢 Yakk）。

再说一遍，live example here。